زينوتايم

الزينوتيم معدن فوسفاتي من العناصر _{الأرضية} النادرة ، ومكونه الرئيسي هو فوسفات الإيتريوم ( YPO₄ ). تتميز أيونات الفوسفات بشكلها الرباعي الأوجه، وترتبط بأيون الإيتريوم المركزي Y³⁺ ^بطريقة تُشابه إلى حد كبير بنية الزركون ( ZrSiO₄ ) . ^{[ 6 ]} يُشكل الزينوتيم سلسلة محاليل صلبة مع تشيرنوفيت-(Y) ( _{YAsO₄ )} ، ولذلك قد يحتوي على شوائب ضئيلة من الزرنيخ ، بالإضافة إلى ثاني أكسيد السيليكون والكالسيوم . ومن الأيونات الأخرى المتماثلة في البنية والتي تخضع لتبادلات مع PO₄ أيونات VO₄ _و NbO₄ ، مما يُضيف إلى قائمة العناصر المُحتمل وجودها معًا والتي قد تحتاج إلى _{فصل .} ^{[ ٧ ]} تُعدّ عناصر الأرض النادرة ، مثل الديسبروسيوم والإربيوم والتيربيوم والإيتربيوم ، بالإضافة إلى عناصر معدنية كالثوريوم واليورانيوم (التي تحل محل الإيتريوم ) ، المكونات الثانوية الرئيسية للزينوتيم. ونظرًا لوجود شوائب من اليورانيوم والثوريوم، قد تكون بعض عينات الزينوتيم مشعة بدرجات متفاوتة، من ضعيفة إلى قوية . يُصنّف الليثيوفيلليت والمونازيت والبوربوريت أحيانًا مع الزينوتيم ضمن مجموعة "الفوسفات اللامائية" غير الرسمية. يُستخدم الزينوتيم بشكل أساسي كمصدر للإيتريوم والمعادن الثقيلة من اللانثانيدات ( الديسبروسيوم والإيتربيوم والإربيوم والغادولينيوم). وفي بعض الأحيان، تُقطع الأحجار الكريمة من أجود بلورات الزينوتيم.

يُكتب اسم زينوتيم في الأصل "كينوتيم" من الكلمتين اليونانيتين " كينوس " ( κενός ) بمعنى "الغرور" و "تيمي " ( τιμή ) بمعنى "الشرف"، وهو ما يُشبه "المجد الزائف". وقد صاغه عالم المعادن الفرنسي فرانسوا سولبيس بيودان ردًا على ادعاء عالم آخر، وهو الكيميائي السويدي يونس جاكوب بيرزيليوس ، بادعائه المبكر باكتشاف عنصر كيميائي جديد في المعدن (أطلق عليه اسم الثوريوم ، ولكن تبيّن لاحقًا أنه مركب من الإيتريوم الذي اكتُشف سابقًا). وقد خفت حدة هذا النقد مع مرور الوقت، إذ أُسيء قراءة كلمة "كينوتيم " وطُبعت خطأً باسم "زينوتيم" ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 5 ]،} مما يُشير إلى أن أصل الكلمة هو "زينوس" ( ξένος ) + "تيمي" ( τιμή ) بمعنى "شرف مختلف". تم وصف الزينوتايم لأول مرة في منطقة فيست أغدر بالنرويج عام 1824. ^{[ 3 ]}

يتبلور الزينوتيم في النظام البلوري الرباعي (I4 ₁ /amd) ، وهو عادةً ما يكون شبه شفاف إلى معتم (نادرًا ما يكون شفافًا) بألوان تتراوح بين البني والأصفر المائل للبني (الأكثر شيوعًا)، ولكنه قد يكون أيضًا بنيًا محمرًا إلى بني مخضر ورماديًا. يتميز الزينوتيم بتنوع أشكاله البلورية : فقد يكون موشوريًا (قصيرًا أو نحيفًا ومستطيلًا) بنهايات ثنائية الهرم، أو في تجمعات شعاعية أو حبيبية، أو على شكل وردات. يُعد الزينوتيم معدنًا لينًا ( صلابته على مقياس موس 4.5)، وهو -مقارنةً بمعظم المعادن الشفافة الأخرى- كثيف نسبيًا، حيث تتراوح كثافته النوعية بين 4.4 و5.1. قد يؤدي بريقه ، الذي قد يكون زجاجيًا أو راتنجيًا، بالإضافة إلى نظامه البلوري، إلى الخلط بينه وبين الزركون (ZrSiO ₄ )، الذي يمتلك بنية بلورية مشابهة، والذي قد يوجد معه الزينوتيم أحيانًا.

يتميز الزينوتيم بانفصام منشوري مثالي في اتجاهين، وكسره غير منتظم إلى غير منتظم (وأحيانًا متفتت). يُعتبر هشًا، ومسحوقه أبيض اللون. معامل انكسار الزينوتيم يتراوح بين 1.720 و1.815، مع انكسار مزدوج قدره 0.095 (أحادي المحور موجب). الزينوتيم ثنائي اللون ، حيث يظهر اللون الوردي أو الأصفر أو البني المصفر في الشعاع غير العادي، بينما يظهر اللون البني المصفر أو البني الرمادي أو البني المخضر في الشعاع العادي. لا يتفاعل مع الأشعة فوق البنفسجية . على الرغم من أن الزينوتيم قد يحتوي على كميات كبيرة من الثوريوم أو اليورانيوم، إلا أنه لا يخضع لعملية التحول المعدني كما هو الحال في الإسفين أو الزركون.

يوجد الزينوتيم، وهو معدن ثانوي، في البغماتيت والصخور النارية الأخرى ، بالإضافة إلى النيس الغني بالميكا والكوارتز . تشمل المعادن المصاحبة له البيوتيت وأنواع الميكا الأخرى، ومعادن مجموعة الكلوريت ، والكوارتز، والزركون، وبعض أنواع الفلسبار ، والأنالسيم ، والأناتاز ، والبروكيت ، والروتيل ، والسيديريت ، والأباتيت . يُعرف الزينوتيم أيضًا بظاهرة التحول الصخري : فقد يتشكل على هيئة حبيبات دقيقة أو طبقات رقيقة للغاية (أقل من 10 ميكرومتر ) على حبيبات الزركون الفتاتية في الصخور الرسوبية السيليسية . بدأت أهمية رواسب الزينوتيم هذه في التأريخ الإشعاعي للصخور الرسوبية تتضح مؤخرًا. ^{[ ٨ ]} يُصنّف وجود اليورانيوم والرصاص في خامات الزينوتيم الزينوتيم كمؤرخ زمني باستخدام طريقة اليورانيوم-الرصاص، مما يعني إمكانية استخدامه في التأريخ الجيولوجي باستخدام تقنيات التأريخ الجيولوجي باليورانيوم-الثوريوم-الرصاص. ^{[ ٩ ]} تتطلب القياسات الطيفية المستخدمة في التأريخ الجيولوجي بلورات كبيرة لا تقل عن ١٠ ميكرومتر، ولذلك يُستخدم التصوير المجهري الإلكتروني الماسح لتحديد البلورات التي تستوفي الأبعاد المطلوبة. بعد التحديد، تتوفر طرق طيفية ومجسات دقيقة متنوعة للتأريخ الجيولوجي، مثل: مطياف الكتلة الأيونية الثانوية (SIMS)، ومطياف الكتلة بالتحليل المجهري الإلكتروني الماسح (EMPA)، ومطياف الكتلة بالبلازما المقترنة بالحث الليزري (LA-ICP-MS)، ومطياف الكتلة بالتحليل الطيفي الحراري التفاضلي (ID-TIMS). يوجد الزينوتيم في التكوينات الجيولوجية التي تشكلت من منتصف العصر الأركي إلى العصر الميزوزوي، لذا فإن التأريخ الجيولوجي باستخدام الزينوتيم في الصخور الرسوبية واسع النطاق وله تطبيقات مفيدة.

اكتُشف معدن الزينوتيم عام 1824، وموقعه الأصلي هو جزيرة هيدرا (هيتيرو) في ما يُعرف الآن ببلدية فليكفيورد في مقاطعة أغدر ، النرويج . ومن المواقع البارزة الأخرى: أرندال وتفيدستراند ، النرويج؛ نوفو هوريزونتي، ساو باولو ، نوفو هوريزونتي، باهيا وميناس جيرايس ، البرازيل ؛ مدغشقر وكاليفورنيا ، كولورادو ، جورجيا ، كارولاينا الشمالية ونيو هامبشاير ، الولايات المتحدة. وقد أُبلغ عن اكتشاف جديد لزينوتيم ذي لون جميل يتغير من البني إلى الأصفر في أفغانستان ، كما عُثر عليه في باكستان . ونظرًا لطبيعتهما المتماثلة بنيويًا، فمن الشائع أن يتبلور الزينوتيم والزركون معًا كمركبات؛ إما بتكوين توائم بلورية أو نمو فوق بعضها البعض. ^{[ 7 ]} في علم الجيوكيمياء، من المفيد إجراء تحليل في الموقع لخام معين لتحديد هوية ونسبة مكوناته. إحدى الطرق الشائعة لتحقيق ذلك هي التصوير باستخدام تقنية XEOL، ولكن يجب تطبيق طريقة أخرى على خامات الزينوتيم-الزركون لعدم وجود طريقة للتمييز بين شدة ولون أطياف التألق الخاصة بكل منهما، حيث أن كلاهما يُصدر انبعاثات خضراء عند 580 نانومتر. تتضمن الطريقة البديلة تلدين الخام متبوعًا بتقنيات التصوير بالتألق الكاثودي (CI). تزيد هذه التقنية من شدة تركيب الزركون فقط، مما يُسهل عملية التحليل. ^{[ 10 ]} شمال جبل فونابوس في محافظة غيفو ، اليابان ، يُستخرج صخر بازلتي مميز من تل يُسمى مارو-ياما: تظهر بلورات الزينوتيم والزركون مرتبة بنمط شعاعي يشبه الزهرة في شرائح مصقولة من الصخر، المعروف باسم حجر الأقحوان (المترجم من اليابانية菊石kiku-ishi ). يحظى هذا الحجر بتقدير واسع في اليابان لقيمته الزخرفية. 

تُستخرج كميات صغيرة من رمال الزينوتيم بالتزامن مع تعدين القصدير في ماليزيا ، وتُعالج تجاريًا. يُعد محتوى اللانثانيدات نموذجيًا لمعادن "أرض الإيتريوم"، حيث يشكل الإيتريوم حوالي ثلثي المحتوى، بينما يتكون الباقي في الغالب من اللانثانيدات الثقيلة. تتواجد اللانثانيدات ذات الأعداد الزوجية (مثل الغادولينيوم، والديسبروسيوم، والإربيوم، والإيتربيوم) بنسبة 5% تقريبًا، بينما تتواجد اللانثانيدات ذات الأعداد الفردية (مثل التيربيوم، والهولميوم، والثوليوم، واللوتيتيوم) بنسبة 1% تقريبًا. يُعد الديسبروسيوم عادةً أكثر اللانثانيدات الثقيلة ذات الأعداد الزوجية وفرةً، بينما يُعد الهولميوم أكثر اللانثانيدات الثقيلة ذات الأعداد الفردية وفرةً. تتواجد أخف اللانثانيدات بشكل عام في المونازيت، بينما تتواجد أثقلها في الزينوتيم.

تخضع خامات الزينوتايم لمعالجات كيميائية لفصل العناصر الأرضية النادرة المكونة لها. في البداية، تُجرى عملية ترشيح أو إذابة غلاف الفوسفات باستخدام حمض الكبريتيك (H₂SO₄ ) _أو هيدروكسيد الصوديوم (NaOH)، تاركةً وراءها مزيجًا من العناصر الأرضية النادرة. بعد ذلك، يمكن تطبيق تقنيات مختلفة لفصل العناصر الفردية. إحدى هذه _{التقنيات} هي استخدام طرق التبادل الأيوني ، التي تُتيح أوقات استخلاص مختلفة لعناصر اللانثانيدات المختلفة بناءً على الروابط الأيونية. يُستخدم ملح أنيون الأمونيوم الرباعي، نترات ثلاثي أوكتيل ميثيل الأمونيوم، أو ما يُعرف باسم أليكوات 336 ، لاستخلاص العناصر الأرضية النادرة الأخف وزنًا من العناصر الأثقل. ثم يُستخلص الإيتريوم من العناصر الأثقل باستخدام أملاح الثيوسيانات. تُفصل العناصر الأرضية النادرة الثقيلة المتبقية باستخدام معالجات مختلفة من أليكوات 336 وأملاح النترات. ^{[ 11 ]}

• قائمة المعادن
• المعادن الأرضية النادرة
• ويكفيلدي
• زينوتيم-(غاد)

• ويبستر، ر. (2000). الأحجار الكريمة: مصادرها، أوصافها، وتحديدها (الطبعة الخامسة)، ص  182. باتروورث-هاينمان، بريطانيا العظمى. ISBN

الوسائط المتعلقة بـ Xenotime على ويكيميديا ​​كومنز